Гидротехнические мероприятия и сооружения по борьбе с селевыми потоками
По месту воздействия противоселе- вые мероприятия делятся на склоновые и русловые. Склоновые имеют задачу предотвратить образование селевой массы и включают террасирование склонов, строительство нагорных и водоотводных каналов, подпорных улавливающих стенок, а также дренаж склонов для повышения их устойчивости.
Русловые предназначены для защиты каких-то объектов от воздействия селевого потока. Они делятся на четыре группы: селезадержание, селеотвод, селепропуск, руслоукрепление.
Селезадержание в значительной мере снижает угрозу проявления селевых потоков. Оно осуществляется созданием седехранилищ, временным подпором уровней во время прохождения селя сквозными сооружениями, организацией боковых камнеудерживающих площадок, устройством копаней — на- носоуловителей.
На рисунке 13.17 показана глухая плотина селехранилища. Водосбросом служит туннель, разработанный в скальном грунте в обход плотины (или труба в основании плотины с башней при входе). Обычные расходы БОДЫ пропускаются через туннель. При прохождении селевых потоков с большими расходами уровни повышаются и перед плотиной формируется зона подпора, в которой и задерживаются крупнозернистые включения. По мере завала наносами нижней части селехранилища его наносозадерживающая и трансформирующая способность уменьшается. Включение в работу следующей зоны селехранилища осуществляется прикрытием нижней головы туннеля; в работу вступает входной портал, расположенный выше. При полном заполнении селехранилища плотину наращивают или строят новое селехра- нилище.
Такие сооружения дорогие, поэтому для задержания и переформирования селевых потоков предложено много сквозных конструкций.
Селеуловитель М. С. Гагошидзе (рис. 13.18, а) представляет собой жесткую решетку из железобетонных стоек и ригелей. Размеры клеток: по глубине потока и ширине—2...4 м, по длине—4...8 м. В обычное время поток течет между стоек, которые не оказывают существенного сопротивления. При прохождении селя значительная часть элементов сквозной преграды оказывается в потоке и перед сооружением .формируется зона подпора, в которой и задерживаются крупные включения селевого потока.
Сквозную конструкцию, приведенную на рисунке 13.18,6, собирают из одного типоразмера железобетонных балок, имеющих на концах отверстия. Этими отверстиями балки надевают на трубы. Поскольку на одни и те же трубы надевают балки разных направлений, то вся конструкция получается сквозной. Для необходимой устойчивости конструкцию развивают в ширину. Работа ее аналогична -предыдущей. Обе они удовлетворительно задерживают наиболее крупные включения селевых потоков, однако могут быть разрушены быстродвижущимся фронтом связных селевых потоков. Поэтому М. С. Гагошидзе для защиты от связных селевых потоков сквозных сооружений предложил делать тросовые конструкции селереза и селезагражде- ния, которые рекомендуется устанавливать перед железобетонными конструкциями. Тросовая конструкция (сетка из тросов) эластична и в значительной мере смягчает первый удар селевого потока. Задержанный между двумя сетками объем камня является как бы буферным сооружением. При подъеме уровня селевой поток теряет скорость в зоне подпора, то есть на подходе к сооружению. Имеются и другие конструкции селезадерживающих сооружений.
Для защиты от затопления селевым потоком или уже трансформированным в селехранилище потоком применяют селеотвод. Это мероприятие выполняется обычно ниже выхода речки из гор, в пределах конуса выноса. Обычные расходы воды направляют из множества русл по какому-то одному на конусе выноса, а также забирают в канал. На пути потока воды есть ограничивающие сооружения, и как только селевой поток с большими расходами подойдет к району этих сооружений, то ограничения в пропускной способности приведут к подъему уровней, прорыву оставленной грунтовой перемычки и к направлению селевого потока на место запланированной аккумуляции селевой массы. Это осуществляется с помощью специальных защитных дамб, специального (ловчего) селевого канала или комбинации канала и дамбы, которая при строительстве служит кавальером грунта. Канал рассчитывают из условия недопущения осаждения в нем селевых выносов; откос дамбы, в зависимости от скоростей течения и глубины селевого потока, может быть с креплением и без него. Концевой участок селеотводящего тракта делают из условия плавного растекания потока и предотвращения подпора уровня в канале осевшими наносами.
Селепропускные сооружения рассмотрены в главе 8.3.
Наиболее сложным получается селепропуск в случаях примерно одинаковых отметок уровней воды селевого потока и потока в канале. Первым вариантом решения здесь будет дюкер на канале. Если же канал большой, а селевой поток по расходам соизмерим с расходами в нем, то может быть экономичнее вариант селевпуска (рис. 13.19). Селевой поток впускается в канал, который может быть завален наносами. Поэтому принимают меры для задержания наносов и перерегулирования расходов воды выше селевпуска.
Поскольку расходы воды селевого потока могут неожиданно переполнить канал, построенный на косогоре, то обязательно вблизи селевпуска должен быть водосброс с отметкой гребня на нормальном (или форсированном) уровне. Участок канала между селевпуском и водосбросом должен пропустить ожидаемый расход воды без аварии. Отложенные на этом участке наносы во время прохождения селя следует оперативно удалить механизмами.
В зоне влияния селевого потока гребень дамбы канала с подгорной стороны делают выше на величину возможного подпора уровня при прохождении селя.
Внезапный большой ливневой сток приводит к значительному насыщению потока наносами в горной части реки. При выходе из гор он может затопить сельскохозяйственные угодья и населенные пункты. Эродирующую способность таких потоков в значительной мере снижают строительством руслоукрепительных сооружений. Берега от размыва защищают шпорами, дамбами, защитными одеждами и т.д. (разд. 10). Для предотвращения донной эрозии применяют донные пороги-перепады.